Влияние деятельности человека на гидросферу

1

Реферат

по теме:

“Влияние деятельности человека на гидросферу “

Гидросфера, или водная оболочка Земли, - это ее моря и океаны, ледяные шапки приполярных районов, реки, озера и подземные воды. Запасы воды на Земле огромные - 1,46·10? км, то есть 0,025% всей массы Земли.

Но абсолютное большинство этой массы - горько-соленая вода, непригодная для питья и технологического использования. Пресная вода на планете составляет только 2% от ее общего количества, причем 85% ее сосредоточено в ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды, айсбергах и горных ледниках. Только около 1% пресной воды - реки, пресноводные озера и некоторая часть подземных вод, именно эти источники используются человечеством для своих нужд.

Вода выполняет очень важные экологические функции:

1) это главная составная часть всех живых организмов(тело человека, например, на 70% состоит из воды, а некоторые организмы, такие, как медуза или огурец, содержат в себе от 98 до 99% воды);

2)основной механизм осуществления взаимосвязей всех процессов в экосистемах(обмен веществ, тепла, рост биомассы);

3)главный агент-переносчик глобальных биоэнергетических экологических циклов;

4)воды Мирового океана есть основным климатообразующим фактором, основным аккумулятором солнечной энергии и “кухней” погоды для всей планеты;

5)один из важнейших видов материального сырья, главный природный ресурс потребления человечества(человечество использует ее в тысячу раз больше, чем нефти или уголь).

Огромную роль сыграет гидросфера в формировании поверхности Земли, ее ландшафтов, в развитии экзогенных процессов(выветривание горных пород, эрозии, карста и т.п.), в переносе химических веществ, загрязнителей окружающей среды.

Для многих организмов вода является средой их жизни. Химический состав морской воды очень похожий на состав человеческой крови - содержит те же химические элементы и приблизительно в тех же пропорциях. Это - один из тех доказательств того, что предки людей, как и других млекопитающих, когда-то жили в море.

Соленость океанических вод составляет 35‰(т.е. в 1 л океанической воды содержится 35 г солей). Самая соленая вода в Мертвом море - 260‰(человек свободно лежит на поверхности этой воды, не погружаясь у нее), в Черном море - 18‰, Азовскому - 12‰.

Химический состав подземных вод очень разнообразный. За минерализацией они изменяются от пресных, что используются для питья и водоснабжение, к минерализованным и даже к рассолу с соленостью 600‰; некоторые минерализованные подземные воды имеют лечебные свойства.

Основным источником водоснабжения для человечества есть речной сток. Первое место за этим показателем занимает Бразилия с ее огромной полноводной рекой Амазонкой. Речной сток Украины составляет в среднем 83,5 млрд м, а в засушливые года отмечается до 48,8 млрд м. Он распределяется по территории нашего государства неравномерно: 70% стока приходится на Юго-Западный экономический район, где живет лишь 49% население. А на Донецко-Приднепровский и Южный экономический районы, где живое 60% население и сосредоточены наиболее водоемкие области народного хозяйства, приходится лишь 30% стока. В связи с этим во многих районах юга Украины ощущается острый дефицит воды, для ликвидации которого приходится перекидать воду каналами, строить хранилища и т.п..

Главным поставщиком для Украины есть Днепр. Другими реками, которые обеспечивают нужды в воде, есть Дунай, Днестр, Южный Буг, Тиса, Прут и др. Состояние воды и полноводье этих водных артерий зависит главным образом от состояния их притоков - малых рек, которых в Украине насчитывается около 63 тыс. Они имеют большое значение - довольно вспомнить, что 90% населенных пунктов республики расположенные именно в долинах малых рек и пользуются их водой, а тем не менее состояние малых рек Украины вызывает сегодня большую тревогу. Свыше 20 тыс. их уже исчезло, пересохло. Это неизбежно ведет к деградации больших рек, поэтому проблема их сохранения и оздоровление - одна из острейших для нашей молодой государства.

Подземные воды Украины имеют не меньшее значение для обеспечения водой населения. Довольно указать, что около 70% население сел и поселков городского типа удовлетворяет свои нужды в питьевой воде за счет почвенных вод(колодце) глубоких ли водоносных горизонтов(буровые скважины). Состояние подземных вод Украины в целом лучший, чем поверхностного стока, хотя местами наблюдается загрязнение их стоками промышленных предприятий, животноводческих комплексов и т.п.. В некоторых промышленных районах (Донбасс, Кривбасс) развитие шахт и карьеров отрицательно влияет на качество и запасы подземных вод. За счет многолетней откачки воды из этих объектов их уровень очень снизился, а из некоторых водоносных горизонтов вода исчезла совсем.

Потребление пресной воды

Все области хозяйства за отношением к водным ресурсам делятся на потребителей и пользователей воды. Потребители забирают воду из источника водоснабжения, используют ее для изготовления продукции, а потом возвращают, но уже в меньшем количестве и другого качества. Пользователи воды не забирают, а используют ее как среда(водный транспорт, рыболовство, спорт и т.п.), или как источник энергии(ГЭС). Тем не менее и они могут изменять качество воды(например, водный транспорт загрязняет воду).

Промышленность использует около 20% потребляемой человечеством пресной воды. Количество воды, которая потребляется предприятием, зависит от того, какую продукцию оно выпускает, от системы водоснабжения(прямоточной или оборотной) и других причин.

При применении прямоточной системы вода из водного источника поступает на промышленный объект, используется в процессе производства продукции, потом проходит очищения и после этого вскидывается в водосток или водоем. При оборотной системе водоснабжения отработанная вода после очищения не поворачивается в водоем, а снова используется в процессе производства. Затраты воды при такой системе значительно низшие. Например, ТЭС мощностью 1 млн кВт при прямом водоснабжении (для охлаждения агрегатов) потребляет 1,5 км воды ежегодно, а при оборотной схеме - лишь 0,12 км, т.е. в 13 раз меньше.

Количество воды (ми), необходимой для производства 1 т продукции, называют водоемкостью производства. За этим показателем разные производства очень отличаются. Например, на производство 1 т проката необходимо 10-15 м воды, а химволокна - соответственно 2000-5000 ми. Одним из наибольших потребителей воды в промышленности есть атомные электростанции. Например, Хмельницкая АЭС, что расположенная в верховьях г. Горынь, полностью “выпивает” воду этой реки. А между тем река когда-то была основным водоснабжением населения и промышленности Ровенской области.

Основным потребителем пресной воды между тем есть сельское хозяйство(70% ее общего использования). Это обусловлено в первую очередь ростом площадей орошаемого земледелия. Орошаемые земли намного продуктивней чем неорошаемые. Сегодня в мире орошаемые земли составляют 15% площадей всех сельскохозяйственных угодий и дают свыше 50% всей продукции.

Удельное водоснабжение во время орошения зависит от вида сельскохозяйственных растений, климата, технического состояния орошаемых систем и способов полива. Так, если нормы полива(ми/га) для зерновых культур составляет 1500-3500, то для сахарной свеклы соответственно 2500-6000, а для риса - 8000-15000.

Большая часть воды(20%-60%), использованной для орошения, бесповоротно теряется(испаряется), некоторое количество ее поворачивается назад у водоема в виде так называемых обратных вод, которые сильно загрязнены солями.

Водоснабжение населения(около 10% всей потребляемой человечеством воды) удовлетворяет нужды в питьевой воде и коммунально-бытовые нужды (работа предприятий бытового обслуживания, глазуровка улиц и зеленых насаждений, противопожарные мероприятия и т.п.). Существует понятие удельное водопотребление, которое означает добрый объем в литрах, необходимый для удовлетворения нужд одного жителя города или села. В больших городах мира удельное водопотребление сегодня представляет(л/пор): Нью-Йорк - 600, Париж - 500, Москва - 400, Киев - 333, Лондон - 263.

Загрязнение воды

В результате деятельности людей гидросфера Земли изменяется. Среди этих изменений различают количественные(изменение количества воды, пригодной для использования) и качественные (загрязнение воды в следствие антропогенного влияния).

Загрязнение воды разделяют на физическое, химическое, биологическое и тепловое.

Физическое загрязнение возникает в следствие увеличения в воде нерастворенных примесей - песка, глины, ила за счет смыва дождевыми водами из распаханных участков(полей), поступление суспензий из действующих предприятий горнорудной промышленности, пыли, которая переносится ветром в сухую погоду и т.п.. Твердые частички снижают прозрачность воды, удручая развитие растений, сбивают зябри рыб и других водных животных, ухудшают вкусовые качества воды, а то и делают ее вообще непригодной для потребления.

Химическое загрязнение воды происходит по счет поступления у водоема со сточными водами разных вредных примесей неорганического(кислоты, щелочи, минеральные соли) и органического поступления(нефть и нефтепродукты, моющие средства, пестициды и т.п.). Вредное действие токсичных веществ, которая попадается у водоема, усиливается за счет так называемого кумулятивного эффекта, который заключается в прогрессирующем увеличении содержимого вредных соединений в каждом последовательном звене пищевой цепочки. Так, в фитопланктоне содержимое вредного соединения оказывается в десять высшим, чем в воде, в зоопланктоне(личинки, мелкие рачки и т.п.) - еще в десять, в рыбе, которая питается зоопланктоном, - еще в десять. А в организме хищных рыб(таких, как щука или судак) концентрация яда увеличивается еще в десять и, итак, будет в десять тысяч раз высшей, чем в воде! Недавно, например, было сообщение в процессе, который содержимое ртути в балтийской треске кое-где равняется 800 мг на 1 кг массы рыбы. Это означает, что, съев 5-8 таких рыбин, человек получает столько ртути, сколько ее содержится в медицинском термометре.

Особого вреда водоемам наносят нефть и нефтепродукты, которые образовывают на поверхности пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой и снижает содержимое кислорода в воде; 1 т нефти способна расплыться пленкой на 12 км поверхности воды. Оседая на дно, сгустки мазута убивают донные микроорганизмы, которые принимают участие в самоочищении воды. Гниение донных осадков, загрязненных органическими соединениями, продуцирует в воду отравляющие соединения, в частности, сероводород, который загрязняет всю воду в реке или озере.

Основными загрязнителями воды есть химические, нефтеперерабатывающие и целюлозобумажные заводы, большие животноводческие комплексы, горнорудная промышленность. В последнее время особое место среди загрязнителей воды занимают синтетические моющие средства. Эти вещества чрезвычайно стойкие, сохраняются в воде годами. Большинство из них содержит фосфор, который оказывает содействие бушующему размножению в воде сине-зеленых водорослей и “цветением” водоемов, которое сопровождается резким снижением и воде содержимого кислорода, “заморами” рыбы, гибелью других “рукотворных” морей на Днепре стоит смрад, а волны выбрасывают на берег труппы рыбы, которые задохнулись.

Биологическое значение водоемов состоит в поступлении в них со сточными водами разных микроорганизмов(бактерий, вирусов), спор грибков, яиц червей и т.д., много из которых являются болезнетворными для людей, животных и растений. Среди биологических загрязнителей первое место занимают коммунально-бытовые стоки (особенно, если они очищены недостаточно), а также стоки предприятий сахарных заводов, мясокомбинатов, заводов, которые обрабатывают кожу, деревообрабатывающих комбинатов. Особого вреда биологическое загрязнение водоемов наносит в местах массового отдыха людей(курортные зоны побережья морей). Через плохое состояние канализационных и очистительных сооружений в последнее время в Одессе, Мариуполе и других городах побережья Черного и Азовского морей неоднократно закрывались пляжи, поскольку в морской воде были выявлены возбудители таких опасных болезней, как холера, дизентерия, гепатит и т.п..

Тепловое загрязнение воды обуславливает спуском у водоема подогретых вод от ТЭС, АЭС и других энергетических установок. Теплая вода изменяет термический и биологический режимы водоемов и вредно влияет на их жителей. Как показали исследование гидробиологов, вода, нагретая до 26-30єс, действует угнетающе на рыб и других жителей водоемов, а если температура воды поднимается до 36єс, вся рыба гибнет. Наибольшее количество теплой воды выбрасывают у водоема атомные электростанции.

Очищение сточных вод

Все естественные водоемы имеют способность к самоочищения. Самоочищение воды - это нейтрализация сточных вод, выпадание в осадок твердых загрязнителей, химические, биохимические и другие естественные процессы, который приводит к удалению из водоема загрязнителей и возвращение воды к ее первоначальному состоянию. Тем не менее способность водоема к самоочищению имеет свои границы. Ныне у водоема стало поступать так много сточных вод, а самые эти воды настолько загрязненные разными токсичными (отравляющими) для жителей водоемов загрязнителями, которые много из водоемов начали деградировать. Поэтому человечество, если оно хочет иметь будущее, должно обратиться к специальным довольно дорогим и трудоемких мер по очищению загрязненных вод и поверхность источников водоснабжения к состоянию, когда бы они стали пригодными для использования. К мероприятиям, которые должны обеспечить нормальное состояние водных объектов, можно отнести:

нормирование качества воды, т.е. разработку критериев относительно ее пригодности для разных видов водопользования;

сокращение объемов сбросов загрязнений у водоема путем усовершенствования технологических процессов;

очищение сточных вод.

Действующими в Украине законами предполагается, что для разных народно-хозяйственных нужд должен использоваться вода определенного качества. Недопустимо, например, использовать питьевую воду для охлаждения блоков ТЭС, запрещается снимать у водоема сточные воды, которые содержат ценные отходы, которые могут быть изъяты путем рациональной технологии. Главным направлением защиты водной среды в промышленности есть переход предприятий к работе по схеме замкнутого цикла водоснабжения, когда предприятие после очищения собственных сточных вод повторно использует их в технологическом цикле, и загрязненные сточные воды вообще не попадается у водоема.

В сельском хозяйстве, что является основным потребителем воды, нужно ввести суровую экономию воды, рациональное ее использование. Так, изменение сплошного поверхностного полива на оросительных землях дождеванием или капельным поливом разрешает получать те же урожаи при затратах воды в 5-7 раз меньших. Уменьшение количества пестицидов, фосфатов, нитратов в водоемах можно достичь частичным изменением химизации сельского хозяйства биологическими методами борьбы со вредителями и болезнями растений, четким соблюдением севооборотов, введением более продуктивных и стойких к болезням и вредителям сортов растений.

Очищение сточных вод - это разрушение или удаление из них загрязнителей и уничтожение в них болезнетворных микробов(стерилизация). Сегодня применяется два метода очищения сточных вод: в искусственных условиях(на специально созданных сооружениях) и в естественных(на полях орошения, в биологических прудах и т.п.). Загрязненные сточные воды последовательно подвергают механическому, химическому и биологическому очищению.

Механическое очищение состоит в удалении со сточных вод нерастворимых веществ(песка, глины,ила), а также жиров и смол. Для этого используются отстойники, сита, фильтры, центрифуги и т.п.. Современные передовые методы на лучших зарубежных учреждениях разрешают выделять до 95% твердых нерастворимых загрязнителей со сточных вод.

Химическое очищение сточных вод проводится после их механического очищения. При этом в загрязненную разными соединениями воду прибавляют специальные вещества-реагенты, которые, вступая в реакцию с загрязнителями, образовывают безвредное или нерастворимое вещества, которые выпадают у осадок и удаляются.

Биологическое очищение состоит в использовании естественных или искусственных водоемов, где в сточные воды(уже очищенные механическим и химическим способами) прибавляют специальные микроорганизмы, которые питаются органическими примесями, имеющимися в сточных водах(органическими кислотами, белками, фенолами и т.п.), раскладывая к простым безвредным соединениям(воды, углекислого газа, минеральных солей).

Некоторые особенно токсичные сточные воды химических предприятий вообще не подвергаются очищению никакими современными методами. Их приходится захоронять, закачивая в подземные хранилища. Таким образом, создаются опасные объекты, поскольку всегда существует угроза попадания таких отравляющих вод в подземные водоносные горизонты. Иногда такие воды подвергают выпариванию в отстойниках, чтобы уменьшить массу и объем отходов, которые нуждаются в погребении.